高二选修3-1物理知识点汇总.doc

选修3-1知识点总述第一单元 部分电路一、电流1．定义：电荷的定向移动形成电流．此处的“电荷”指自由电子、正离子和负离子．电荷有三种速率：电子热运动速率、电荷定向运动速率和电流的传导速率．电路中由电源、导线等电路元件共同形成导线内的电场，电流的形成依靠电荷定向的运动 ．2．电流的方向 规定和正电荷定向移动的方向一致 ，和负电荷定向移动的方向相反．3．电流的定义式：I=q/t，（不能说正比于q，反比于t），其中q是时间t内通过导体某横截面的电量．对于电解液导电和气体导电，通过某一横截面的电量应为正、负离子电量的绝对值之和.在国际单位中电流的单位是安培(A），是国际单位制中七个基本单位之一，1A=103mA=10 6μΑ4．电流的微观表达式：I=nqsv (n为单位体积内自由电荷数，q为单个自由电荷电量，s为导线横截面积，v为自由电荷 自由电荷定向运动的速率 ，(约为10 -5m/s)，上式中n若为单位长度的自由电荷数，则I= nqv ．二、电阻1．定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值 ．2．定义式：R=U/I3．单位：欧姆，国际符号Ω4．对电阻的理解：金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的，自由电子在定向移动中要跟金属离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了电子的定向移动，从而不断地把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧，使电能转化为内能，导体的温度升高，电阻就是表示这种阻碍作用的物理量．5．注意：对给定的导体，它的电阻是一定的，由其本身的性质决定．因此，不管导体两端有无电压，大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流过，电流大小如何，电阻是一定的．三、电阻定律1．内容： 在一定温度下，导体的电阻跟导体本身的长度成正比，跟导体的横截面积成反比 ．2．公式：，ρ为材料的电阻率，单位为欧姆米（Ω﹒m），与材料种类和温度有关．3．对电阻定律的理解：（1）只适用于金属导体（但其它任何材料都有对应的电阻率）．（2）因为ρ随温度而变化，故计算出的是某一特定温度下的电阻．（3）该式是电阻大小的决定式，R=U/I是电阻的定义式．4．金属的电阻率随温度升高而有所增加；半导体的电阻率随温度的升高或杂质浓度的增大而急剧减少；某些合金的电阻率几乎不受温度的影响．5．超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时，电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导现象，发生超导现象的物体叫超导体，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度TC，各种材料的超导转变温度TC各不相同，一般都较低．6．探究金属丝的电阻与其影响因素的定量关系原理：把金属丝接入电路中，用电压表测金属丝两端的 电压 ，用电流表测金属丝中的 电流 ，利用欧姆定律 R=U/I 得到金属丝的电阻R．用米尺量得金属丝的 长度 ，用 螺旋测微器 测金属的 直径 ，求得其面积S= ．方案一：控制变量法（1）把材料、横截面积相同，但长度不同的金属丝先后接入电路中，探究金属丝电阻和长度的关系 R∝L ．（2）把材料、长度相同，横截面积不同的金属丝先后接入电路中，探究金属丝电阻和横截面积的关系 R∝．（3）把长度、横截面积相同，但不同材料的金属丝先后接入电路中，探究金属丝电阻和材料的关系 R∝ ．方案二：逻辑推理法根据电阻的串并联知识进行逻辑推理导体电阻的关系，然后通过实验探究电阻与导体长度面积和材料的关系．四、部分电路欧姆定律1．内容： 通过某段电路的电流跟导体两端的电压成正北，跟导体本身的电阻成反比 ．2．公式：I=U/R3．用图像表示：I—U图像中，是过原点的一条直线，直线的斜率k=I/U=1/R；在U—I图像中，也是过原点的一条直线，直线的斜率k′=U/I=R．4．适用条件：适用于金属导电和电解液导电 ，不适用气体导电 ．其实质是只适用于电流的热效应．五、串、并联电路的特点1．串联电路（1）电流关系：．（2）电压关系：．（3）电阻关系：．（4）功率关系：U1/U2=R1/R2=P1/P2 即两个串联的电阻分电压、功率与各分电阻的值成正比2．并联电路（1）电流关系：．（2）电压关系：．（3）电阻关系：．（4）功率关系：I1/I2= P1/P2=R2/R1 即两个并联的电阻分电流、功率与各分电阻的值成反比3．分电阻和总电阻的关系当电键接通或断开，改变电路结构，或者移动滑动变阻器滑键，改变某一部分电阻时，总电阻的变化规律满足：（1）当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路中总电阻一定 增大（或减小）；（2）若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻 增大 ；若电键的通断使并联支路增多时，总电阻 减小 ；（3）如果R1+R2=恒量，则R1=R2时并联的电阻 最大 ；且R1、R2差别越大总电阻 越小 ．如图7-1-3所示，由R1、R2和R组成双臂环路．当AR1P支路和AR2P支路总阻值相等时，RAB最大；当P滑到某端，使某一支路阻值最小时，RAB最小．R1BAR2PR图7-1-3六、电功和电功率1．电功：实际是电场力做功，是电能转化成其它形式能（如热、磁、机械、光）的过程 适用于一切电路 适用于纯电阻电路2．焦耳定律：电流通过直流电阻为R的导体时，t时间内导体上产生的热量，即电热Q=I2Rt3．电功和电热：当电流通过一段纯电阻电路时，电能全部转化为内能，电功等于电热W=Q即UIt=I2Rt当电流通过一段非纯电阻电路（电动机、电解槽、蓄电池等）时，电能的一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，故电功W=UIt 大于电热Q=I2Rt，4．电功率：P=W/t=UI 适用于一切电路P=I2R=U2/R 适用于电热5．额定电压与实际电压、额定功率与实际功率（1）额定电压指用电器正常工作时的电压，这时用电器消耗的功率为额定功率．但有时加在用电器上的电压不等于额定电压，用电器不能正常工作，这时加在用电器上的电压就称之为实际电压，用电器消耗的功率为实际功率．要注意，在一些问题中“额定”和“实际”往往不相等． （2）用电器接入电路时的约定：①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变；②用电器的实际功率超过额定功率时，可认为它将被烧毁；③没有注明额定的用电器接入电路时，认为其工作的物理量均小于其额定值，能安全使用．（3）纯电阻电路中，几个电阻串联阻值大的功率大，并联时阻值小的功率大．七、等效法处理混联电路稍复杂混联电路的等效化简方法1．电路化简原则（1）无电流的支路化简时可去除；（2）等电势的各点化简时可合并； （3）理想导线可任意长短；（4）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路； （5）电压稳定时电容器认为断路． 2．常用等效化简方法（1）电流分支法： a．先将各结点用字母标上； b．判定各支路元件的电流方向（或可能方向）；c．按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d．加工整理． （2）等势点排列法： a．将各结合点用字母标出； b．判定各结点电势的高低；c．将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d．加工整理．注意：若能将以上两种方法结合使用，效果更好．八、电路故障的分析方法电路故障是指电路不能正常工作．故障的种类很多，但主要是因断路或短路所造成的故障，可用电压表或电流表进行检查．也可用假设法，已知电路发生某种故障可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分发生故障，运用电流定律进行正向推理，再与题述现象进行比较，得出结论．九、分压电路和限流电路1．分压电路图7-1-4示和限流电路图7-1-5示图7-1-4 图7-1-52．调节范围：　（1）分压电路：电压；电流，均与 RO 无关．（2） 限流电路：电压；电流 ，均与 RO 有关．第二单元 闭合电路一、电动势1．电动势是反映电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为 _电能__本领的物理量．大小由电源中非静电力的特性决定．2．电动势在数值上等于在电源内部非静电力把_1C正电荷 在电源内从负极移送到正极所做的功；若用E表示电动势，用W表示非静电力移送电荷q做的功，则公式为_E=W/q_．3．电动势大小等于开路时两极间的_电压_；等于内、外电路_电压_之和．4．电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，叫电源的_内电阻__．5．电动势与电势差两个概念表面上很相似，但从做功和能量转化的角度讲它们是正好相反，电动势表征电源中非静电力做功的本领，即其它形式的能向电能转化的本领；而电势差是电路中静电力做功的本领的量度，即电能向其它能转化的情况．我们应注意二者的区别和联系．二、闭合电路欧姆定律1．（1）内容： 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比． （2）公式： ．（3）适用条件：纯电阻电路． 2．路端电压跟负载的关系 （1）U=E－Ir （2）U—I关系图线如图7-2-1所示图7-2-1E/r图 7-2-2当电路断路即 I = 0 时，纵坐标的截距为电动势 E； 当外电路电压为 U = O 时，横坐标的截距I=E/r为短路电流；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻．三、闭合电路的几种功率1．电源的总功率：P总=EI=UI＋I2r2．电源的输出功率：P出= UI电源的最大输出功率与外电路电阻的关系图线如7-2-3所示图4图7-2-3图7-2-4当R=r时也即I=E/2r时，电源的输出功率最大，Pmax=．当R＞r和R＜r时，电源有可能输出相同的功率．但效率不同． 3．电源的效率：η=×100%=×100%=×100%（后式只适用于纯电阻电路）．四、电路的动态分析电路的变化分析就是根据闭合电路或部分电路的欧姆定律及串、并联电路的性质，分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电流、电压和功率的变化情况．基本思路是“部分→整体→部分”，即首先从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再根据闭合电路欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后再根据部分电路欧姆定律和串、并联的特点判知各部分电流、电压和功率的变化情况．具体过程是：如图7-2-6所示，当滑动片P向下滑动时，用“↑”表示增大，用“↓”表示减小，用“→”表示因果，其分析过程如下． 图7-2-6P下滑： 五、含电容电路的分析方法分析和计算含有电容的直流电路时，需注意以下几点：1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．3．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．对含有电容器的电路计算应给予充分重视，解决这类问题，要认清电容器与谁并联，电容器的极板间电压等于电路中哪两点间的电压；当电路变化时，极板间电压怎样变化，带电量如何变化，是充电还是放电，充放电电流通过的是哪个回路等．第三单元  电阻测量与 电流表的改装知识要点一、伏安法测电阻（1）原理： 欧姆定律 （2）电路图，如图7-3-1为伏安法测电阻的两种接法．。